淺談水稻覆膜直播技術(shù)推廣研究

水稻作為主要的糧食作物之一，因其對生長環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，在許多國家和地區(qū)得到廣泛種植。我國有半數(shù)以上人口以大米作為主食，水稻在國內(nèi)農(nóng)作物種植面積占耕地總面積的35%以上。黑龍江省水資源呈周期性豐枯變化，夏季濕潤，春秋少雨干旱。傳統(tǒng)水稻種植方式對水資源的需求量巨大，連續(xù)性枯水年或防水年均會對水稻種植和田間管理帶來諸多不利影響。

目前，黑龍江省水稻多以插秧種植為主，插秧種植過程包括稻種消毒、種苗培育、運(yùn)苗及秧苗保管、插秧等環(huán)節(jié)，從育苗到插秧完成大約需要歷時2個月之久。這一系列環(huán)節(jié)中，秧苗的運(yùn)輸、保管環(huán)節(jié)困難較多，育好的秧苗既不易于運(yùn)輸，也不易于保管。如果運(yùn)至田間的秧苗不能及時插秧就會導(dǎo)致秧苗壞死。雖然水稻直播種植技術(shù)有效緩解了插秧種植的諸多問題，但由于黑龍江省積溫低、水稻出苗后長勢差，后期生產(chǎn)過程中雜草叢生，水稻產(chǎn)量受到一定程度的影響，呈現(xiàn)偏低于插秧種植的態(tài)勢。

水稻覆膜直播技術(shù)作為一種節(jié)水、省時省力、環(huán)保、綠色生態(tài)的有機(jī)稻米的新型種植技術(shù)，該技術(shù)的推廣，不僅可以保障人們享用健康生態(tài)有機(jī)米，還可以助推我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。該技術(shù)的推廣對我國水稻生產(chǎn)技術(shù)的提升具有重要的意義。

一、水稻直播技術(shù)的研究現(xiàn)狀

在國外，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全程機(jī)械化的實現(xiàn)推動了農(nóng)業(yè)種植方式的改變，水稻種植由插秧種植轉(zhuǎn)向直播栽培。水稻直播技術(shù)不僅免去了插秧種植過程中繁瑣的生產(chǎn)過程，簡化了水稻種植作業(yè)環(huán)節(jié)。同時，直播技術(shù)全程機(jī)械化作業(yè)，減輕了從業(yè)人員的勞動強(qiáng)度，避免延誤最佳種植農(nóng)時階段。水稻直播技術(shù)處于領(lǐng)先地位的國家有美國、澳大利亞和日本等國家。美國水稻直播面積占種植面積的80%，澳大利亞機(jī)械化直播面積高達(dá)90%，意大利直播面積占水稻總面積的98%。

我國水稻直播技術(shù)起步較晚，覆膜直播技術(shù)整體更是欠缺。近幾年，我國水稻直播技術(shù)已成為水稻種植機(jī)械研究的熱點話題。國內(nèi)已經(jīng)得到較好推廣的機(jī)型包括：2BD-10自走分流式小型水稻直播機(jī)、2BDZ-10乘坐式水稻直播機(jī)、SQ2BD-2水稻直播機(jī)等。

二、覆膜直播技術(shù)的種植原理

1、覆膜種植技術(shù)

（1）覆膜種植技術(shù)的原理

覆膜種植技術(shù)是一種通過對作物生長的土壤表面或作物冠層覆蓋塑料薄膜，進(jìn)而控制作物生長的溫度、濕度、養(yǎng)分、環(huán)境甚至耕層結(jié)構(gòu)，提前進(jìn)行作物種植、提高作物出苗率和作物產(chǎn)量的新型農(nóng)業(yè)種植技術(shù)。該技術(shù)是一種綜合性種植技術(shù)，對改善土壤環(huán)境氣候，搶農(nóng)時，促早熟、提前上市等具有良好的推動作用。

（2）覆膜種植的優(yōu)勢

覆膜種植農(nóng)作物具有保溫、保墑、保水、增光，減少養(yǎng)分流失和預(yù)防病蟲害等幾個方面的良好作用，還能夠提高作物產(chǎn)量，縮短生長周期提前上市。地膜覆蓋后，作物生長的土壤與外界環(huán)境隔絕，氣密性強(qiáng)，基本隔絕了膜內(nèi)和膜外的空氣流通和水分蒸發(fā)，膜內(nèi)溫度和濕度波動相對不大，有助于播種初期種子發(fā)芽及根系生長。覆膜直播技術(shù)還可以提高覆膜部位土壤中微生物的數(shù)量和有機(jī)質(zhì)含量。地膜覆蓋后形成的相對密閉空間，溫濕度環(huán)境有利于土壤微生物的繁殖與生長，導(dǎo)致覆膜區(qū)域土壤微生物多于未覆膜部位，增多的土壤微生物加速土壤內(nèi)秸稈、雜草等腐爛物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可溶性無機(jī)鹽的速率，同時又提高了保墑增溫保濕的作用。同時，覆膜直播技術(shù)還可以避免因雨水沖刷和灌溉引起的土壤板結(jié)、鹽漬返堿等現(xiàn)象發(fā)生。

地膜覆蓋對水稻幼苗光照的影響也很大，與未覆膜地面對比，陽光充足時可提高3-4倍光量，達(dá)到14以上的反射光，不僅能使水稻幼苗的光合作用的強(qiáng)度平均提升30%，葉綠素合成增量6%；而且高光亮可以提高膜內(nèi)溫度，使雜草枯死，起到較好去除雜草的作用。

（3）覆膜直播技術(shù)的劣勢

覆膜直播技術(shù)的劣勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

①地膜降解、污染和回收問題。地膜主要成為聚乙烯或聚氯乙烯等對土壤、環(huán)境及人類造成傷害的有毒物質(zhì)。

②腹膜后貧瘠土地的施肥便利性差，容易造成底肥不足，追肥不及時影響作物生長，不能增產(chǎn)甚至減產(chǎn)。

③重粘質(zhì)土壤春季干旱時板結(jié)，覆膜操作時容易與地面貼合不緊，土塊對地膜支撐部位容易被風(fēng)吹破，破壞覆膜后作物生長環(huán)境。

（4）覆膜種植技術(shù)的應(yīng)用

近年來，覆膜種植技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。據(jù)調(diào)查，河南省的許多干旱地區(qū)為了播種花生，棉花等作物，常常采用人工造墑，增墑的方法，通過播種、覆土鎮(zhèn)壓、覆膜，使作物増產(chǎn)在40左右%。遼寧省的春天氣溫較低、干旱少雨等，為確保作物的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)，就必須在土壤剛剛解凍時就進(jìn)行深翻、施肥、覆蓋地膜保墑、播種。黑龍江佳木斯市往往由于干旱、溫度低等不能很好的種植花生，或者說不能達(dá)到應(yīng)有的產(chǎn)量，后來經(jīng)過引進(jìn)覆膜種植技術(shù)，花生產(chǎn)量高達(dá)130kg/畝以上。

2、水稻覆膜種植的提質(zhì)增效機(jī)理

水稻覆膜種植方式主要有旱田直播和水田直播兩種，其作業(yè)過程均是將稻種直接播種在大田土壤后，在播種稻種區(qū)域多行種溝覆蓋地膜。水稻覆膜種植提質(zhì)增效的主要機(jī)理為增溫、保濕、節(jié)肥控草等三個方面。

（1）增溫機(jī)理

水稻生長需要適宜的溫度，一旦播種后土壤的溫度不能適合稻種的生長環(huán)境，不僅能夠影響水稻生長的快慢，還會影響水稻的最終產(chǎn)量。我省地處我國東北部，水稻種植季節(jié)土壤積溫較低，暫時不能為水稻的生長提供適宜的溫度環(huán)境。如果等土壤溫度適宜稻種生長后再進(jìn)行直播作業(yè)將會錯過農(nóng)時，影響水稻的收獲或減產(chǎn)。

水稻覆膜直播技術(shù)通常采用黑色地膜覆蓋土壤，主要是利用黑色吸熱的原理，當(dāng)太陽光照射在黑色地膜表面時，黑色地膜吸收太陽光轉(zhuǎn)化為熱能傳遞給膜內(nèi)空間及土壤，此時水稻生產(chǎn)的環(huán)境溫度有利于水稻發(fā)芽及生長。水稻覆膜技術(shù)可以有效解決土壤溫度、熱量流失的問題。除此之外，地膜減少了膜內(nèi)空氣和土壤與外界的能量交換，減少了空氣流通和風(fēng)力作用造成的空氣及土壤熱能流失。同時，地膜覆蓋帶來的溫度升高會促使膜內(nèi)土壤中水分蒸發(fā)，蒸發(fā)后的水接觸地膜后，內(nèi)外溫差使蒸發(fā)的水蒸氣凝結(jié)為水珠吸附在地膜內(nèi)，同時保留水蒸氣液化時所釋放的熱量。

（2）節(jié)水機(jī)理

水稻直播后，覆膜與否對水稻生長的影響較大，特別是水稻稻種和幼苗生長的水環(huán)境。水稻直播后覆膜，水稻在地膜的作用下，其根部土壤中的水分不易蒸發(fā)，有利于提高根部土壤濕度，便于水稻生長。同時，白天陽光照射作用下膜內(nèi)溫度升高，土壤中水分蒸發(fā)后被地膜隔離不能向外揮發(fā)，夜晚溫度降低后水蒸氣凝結(jié)成水珠重新落入土壤，對土壤進(jìn)行補(bǔ)水。膜內(nèi)水分的“蒸發(fā)、液化、下滲、再蒸發(fā)”的循環(huán)過程減少土壤板結(jié)，提高土壤松散度，有利于秧苗的根系生長，便于水稻后期生長所需水分與光合作用的累積和產(chǎn)量增加。

（3）節(jié)肥控草的機(jī)理

肥料是水稻生長及產(chǎn)量的重要影響因素，傳統(tǒng)插秧種植方式將肥料撒在田間，肥料的作用效果不佳，達(dá)不到預(yù)期的施肥效果。直播覆膜種植，肥料在覆膜前均勻施撒在地膜覆蓋區(qū)域。由于地膜的隔絕作用，肥料不會因為外界的風(fēng)、水侵蝕而揮發(fā)或者流失，有利于水稻根系對肥料養(yǎng)分的吸收。即使腹膜期進(jìn)行灌溉也不會造成肥料的大量流失，肥料作用效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于插秧種植。

雜草是伴隨著水稻生長期同步出現(xiàn)，無論是插秧種植還是覆膜直播，雜草過多將影響水稻長勢和產(chǎn)量。對于插秧種植方式，水稻生長期的雜草可以通過噴灑除草劑等農(nóng)藥消滅雜草，進(jìn)而保證水稻的養(yǎng)分供應(yīng)和通風(fēng)；但是，這種方式容易造成土壤、空氣的污染，影響生態(tài)環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品生態(tài)安全。覆膜直播種植方式，地膜隔絕內(nèi)外空氣，陽光作用在黑色地膜，膜內(nèi)溫度升高，雜草在高溫條件枯萎，從而保證水稻的正常生長。同時，地膜覆蓋后，水稻出苗期蟲卵也會在地膜內(nèi)的高溫環(huán)境將其殺死，有利于水稻正常生長。有關(guān)文獻(xiàn)資料統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，覆膜直播種植產(chǎn)量高于灌田插秧種植，且肥料施用量對照插秧種植減少40%，病蟲害降低50%，雜草減少20%。由此可見，覆膜直播技術(shù)有利于節(jié)肥控草滅蟲。

3、水稻覆膜直播技術(shù)

（1）水稻覆膜直播技術(shù)的機(jī)理及一般流程

水稻覆膜直播技術(shù)將預(yù)處理后的稻種按照一定行距和株距粘貼可降解地膜上，同時在對應(yīng)位置粘上適量的肥料并做好開孔，然后打卷鋪膜播種。稻種在地膜上粘貼采用站種機(jī)完成，打捆工作在柱形管進(jìn)行，便于鋪膜裝夾。鋪膜作業(yè)由鋪膜機(jī)完成。鋪膜機(jī)為牽引式作業(yè)機(jī)械，其動力源為拖拉機(jī)，鋪膜機(jī)主要由旋耕裝置和鋪膜裝置組成，同時完成土地旋耕和鋪膜作業(yè)。水稻覆膜直播技術(shù)的作業(yè)流程如圖1所示。

按照覆膜作業(yè)的方式不同，可以將水稻覆膜直播技術(shù)作業(yè)劃分為濕膜直播和旱膜直播，濕膜直播作業(yè)方便，地膜鋪放效果好，鋪放后需及時灌水育秧，確保稻種能夠正常發(fā)芽；旱膜直播作業(yè)鋪膜效率高，鋪放后無需灌水。兩種覆膜直播技術(shù)各有優(yōu)勢，從節(jié)水的角度旱膜直播更能體現(xiàn)出優(yōu)勢，若遇連續(xù)陰雨天氣則濕膜直播更能體現(xiàn)搶農(nóng)時的優(yōu)勢。

水稻覆膜直播技術(shù)省去了傳統(tǒng)插秧種植的旋耕、耙地、放水、晾田和育苗等環(huán)節(jié)，不僅減少了種植作業(yè)環(huán)節(jié)和工序，還大大降低了勞動強(qiáng)度，節(jié)約了成本。而且，覆膜直播還抑制了水分蒸發(fā)，對于我省春季播種期間供水不足現(xiàn)象得到有效解決。水稻覆膜直播技術(shù)不僅繼承了覆膜播種的優(yōu)勢，改進(jìn)了水稻種植模式，還減輕了大量的人力、物力和財力，節(jié)約了播種時間，提高了種植效率。

（2）水稻覆膜直播技術(shù)的效益分析

水稻覆膜直播技術(shù)與插秧種植的效益分析從經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益的角度展開。

①經(jīng)濟(jì)效益

水稻覆膜直播技術(shù)種植與插秧種植的成本對比分析如表1所示。

由表1可知，覆膜直播技術(shù)省去育苗、插秧及除草環(huán)節(jié)，節(jié)省成本約350元/畝，節(jié)省肥料成本40元/畝，總成本較比插秧種植節(jié)省101元/畝。同時，覆膜直播產(chǎn)量較比插秧直播增產(chǎn)50kg，增幅8%。按照此成本折算100hm2計算，直接增收經(jīng)濟(jì)效益37萬元。

②生態(tài)效益

隨著農(nóng)作物對地膜的依賴程度越來越高，2018年農(nóng)膜使用量約為3.08×107t，且農(nóng)作物地膜的使用量出現(xiàn)持續(xù)增長，年均増長速度超過15%。如此龐大的地膜使用量，地膜的危害逐漸顯現(xiàn)。由于出于成本原因，農(nóng)民選用的地膜主要是聚乙烯或聚氯乙烯為主的地膜，然而這種地膜極難降解，在自然狀態(tài)下，往往需要上百年才能完全降解，并且在降解過程中，還會伴隨著釋放出對土壤以及土壤微生物有毒害作用的物質(zhì)。送種難以降解的農(nóng)膜，將會長期的殘留在土壤中，嚴(yán)重?fù)p害我們的耕地，甚至?xí)斐赏寥腊褰Y(jié)、區(qū)域生態(tài)環(huán)境退化，從而引起農(nóng)作物產(chǎn)量下降和有害物質(zhì)殘留在食品中，嚴(yán)重時可能會帶來的食品安全危機(jī)。

水稻覆膜直播技術(shù)采用生物可降解農(nóng)膜，解決了傳統(tǒng)農(nóng)膜降解率低，白色污染嚴(yán)重的問題。生物降解農(nóng)膜有效降解率可達(dá)90%以上，且降解時間短，180天可完全降解，有效消除農(nóng)田白色污染。

③社會效益

水稻覆膜直播技術(shù)作業(yè)環(huán)節(jié)少，機(jī)械化作業(yè)效率高，每畝可節(jié)省4-5個勞動力，這在很大程度上有效緩解了農(nóng)村地區(qū)人口老齡化、農(nóng)村有效勞動力不足的社會性問題?？梢杂行Ы夥糯笈m齡勞動力從事其他工作。另外，水稻覆膜直播技術(shù)操作簡單，機(jī)械化程度高，有利于水稻種植全程機(jī)械化、規(guī)?；茝V。

（3）水稻覆膜直播技術(shù)亟待解決的問題

水稻覆膜直播技術(shù)具有廣闊的推廣前景和技術(shù)優(yōu)勢，但現(xiàn)有的覆膜裝備仍存在一些亟待解決的問題。

①粘種機(jī)存在的問題：粘種機(jī)的株距和行距固定，不能自行調(diào)節(jié)株距行距；粘種過程中，每穴粘種粒數(shù)不穩(wěn)定，粒數(shù)多少不均，不能保證每穴苗數(shù)；粘種機(jī)所用的可降解農(nóng)膜的降解率和降解時間不理想，需要進(jìn)一步研究選用可降解覆膜材料；肥料粘貼過程無法計量，容易導(dǎo)致肥料過多造成化肥浪費(fèi)或者肥料過少后勁不足的情況；粘種機(jī)體積過于龐大，運(yùn)輸及保存不便利，需要對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行精簡優(yōu)化。

②覆膜機(jī)存在的問題：旱膜直播的旋耕碎土作業(yè)效果較差，旋耕后田間平整度不理想，大塊土塊容易導(dǎo)致稻種懸空，影響稻種出芽及根系生長；旱膜直播碎土作業(yè)時，旋耕裝置拋起的土壤散落在農(nóng)膜上會影響覆膜質(zhì)量，且土壤中雜草會在農(nóng)膜上生長；旱膜覆膜機(jī)鋪膜過程中鎮(zhèn)壓效果不理想，稻種與土壤結(jié)合不緊密，影響稻種發(fā)芽率；濕膜覆膜作業(yè)壓實裝置存在間歇性工作或者壓實度低的問題；覆膜機(jī)的兩邊鎮(zhèn)壓輪不能將種膜的兩邊壓實在土壤中，導(dǎo)致種膜的密封不嚴(yán)實，影響保溫保濕的作用。同時也容易在兩邊位置長出雜草。需要多兩邊鎮(zhèn)壓輪進(jìn)行優(yōu)化，增加兩邊的密閉性。

總而言之，本文通過對水稻覆膜直播技術(shù)作用機(jī)理的分析，充分了解了覆膜直播技術(shù)的優(yōu)勢和劣勢，以及其在水稻種植模式變革的重要推動作用。重點介紹了水稻覆膜直播技術(shù)的增溫、節(jié)水、節(jié)肥控草的作用機(jī)理，闡釋出水稻覆膜直播技術(shù)的優(yōu)勢。在此基礎(chǔ)上，介紹了水稻覆膜直播技術(shù)的作業(yè)流程，分析了水稻覆膜種植與插秧種植的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益，凸顯出水稻覆膜直播技術(shù)的省時、省力、機(jī)械化程度高、成本低的綜合性優(yōu)勢。

（作者單位：154100黑龍江省蘿北縣鄉(xiāng)村振興服務(wù)中心；154100 黑龍江省蘿北縣農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法大隊）